Спускаемая капсула космического аппарата

Рефераты по авиации и космонавтике » Спускаемая капсула космического аппарата

Содержание

1. Понятие и особенности спускаемой капсулы

1.1 Назначение и компоновка

1.2 Спуск с орбиты

2. Конструкция СК

2.1 Корпус

2.2 Теплозащитное покрытие       

2.3 Размещение аппаратуры и агрегатов       

Список использованной литературы


1. Понятие и особенности спускаемой капсулы

1.1 Назначение и компоновка

Спускаемая капсула (СК) космического аппарата (КА) предназначена для оперативной доставки специальной информации с орбиты на Землю. На космическом аппарате устанавливаются две спускаемые капсулы (рис.1).

Рисунок 1.

СК представляет собой контейнер для носителя информации соединенный с пленко-протяжным тактом КА и снабженный комплексом систем и устройств обеспечивающих сохранность информации спуск с орбиты мягкую посадку и обнаружение СК во время спуска и после приземления.

Основные характеристики СК

Масса СК в сборе - 260 кг

Наружный диаметр СК - 0 7 м

Максимальный размер СК в сборе - 1 5 м

Высота орбиты КА - 140 - 500 км

Наклонение орбиты КА - 50 5 - 81 град.

Корпус СК (рис.2) изготовлен из алюминиевого сплава имеет форму близкую к шару и состоит из двух частей: герметичной и негерметичной. В герметичной части расположены: катушка о носителем спец.информации система поддержания теплового режима система герметизации щели соединяющей герметичную часть СК с пленко-протяжным трактом КА КВ передатчики система самоликвидации и другая аппаратура. В негерметичной части размещены парашютная система дипольные отражатели и контейнер "Пеленг УКВ". Дипольные отражатели КВ передатчики и контейнер "Пеленг-УКВ" обеспечивают обнаружение СК в конце участка спуска и после приземления.

Снаружи корпус СК защищен от аэродинамического нагрева слоем теплозащитного покрытия.

На спускаемой капсуле с помощью стяжных отстреливаемых лент (рис.2) установлены две платформы 3 4 c пневмоагрегатом стабилизации СК 5 тормозным двигателем 6 и телеметрической аппаратурой 7.

Перед установкой на КА опускаемая капсула соединяется тремя замками 9 системы отделения с переходной рамой 8. После этого рама стыкуется с корпусом КА. Совпадение щелей пленко-протяжных трактов КА и СК обеспечивается двумя направляющими штифтами установленными на корпусе КА а герметичность соединения - резиновой прокладкой установленной на СК по контуру щели. Снаружи СК закрывается пакетами экрано-вакуумной теплоизоляции (ЗВТИ).

1.2 Спуск с орбиты

Отстрел СК от корпуса КА производится с расчетное время после герметизации щели пленко-протяжного тракта сброса пакетов ЗВТИ и разворота КА на угол тангажа обеспечивающий оптимальную траекторию спуска СК в район посадки. По команде БЦВМ космического аппарата срабатывают замки 9 (рис.2) и СК с помощью четырех пружинных толкателей 10 отделяется от корпуса КА. Последовательность срабатывания систем СК на участках спуска и приземления следующая (рис.3):

- раскрутка капсулы относительно оси X (рис.2) с целью сохранения требуемого направления вектора силы тяги тормозного двигателя в процессе его работы раскрутка осуществляется пневмоагрегатом стабилизации (ПАС);

- включение тормозного двигателя;

- гашение при помощи ПАС угловой скорости вращения СК;

- отстрел тормозного двигателя и ПАС (в случае несрабатывания стяжных лент через 128 с происходит самоликвидация СК);

- отстрел крышки парашютной системы ввод в действие тормозного парашюта и дипольных отражателей сброс лобовой теплозащиты (для уменьшения массы СК);

- нейтрализация средств самоликвидации СК;

- отстрел тормозного парашюта и ввод в действие основного;

- наддув баллона контейнера "Пеленг УКВ" и включение КБ и УКВ передатчиков;

- включение по сигналу изотопного высотомера двигателя мягкой посадки приземление;

- включение в ночное время по сигналу фотодатчика светоимпульсного маяка.



2. Конструкция СК

2.1 Корпус

Корпус СК (рис.4) состоит из следующих основных частей: корпуса центральной части 2 днища 3 и крышки парашютной системы I изготовленных из алюминиевого сплава.

Корпус центральной части вместе о днищем образует герметичный отсек предназначенный для размещения носителя спец.информации и аппаратуры. Соединение корпуса c днищем осуществляется при помощи шпилек 6 с использованием прокладок 4 5 из вакуумной резины.

Крышка парашютной системы соединяется с корпусом центральной части посредством замков - толкателей 9.

Корпус центральной части (рис.5) представляет собой сварную конструкцию и состоит из переходника I оболочки 2 шпангоутов 3 4 и кожуха 5.


Переходник I изготовлен из двух частей сваренных встык. На торцевой поверхности переходника имеется канавка для резиновой прокладки 7 на боковой поверхности - бобышки с глухими резьбовыми отверстиями предназначенными для установки парашютной системы. Шпангоут 3 служит для соединения корпуса центральной части с днищем при помощи шпилек 6 и для крепления приборной рамы.

Шпангоут 4 является силовой частью СК изготавливается из поковки и имеет вафельную конструкцию. В шпангоуте со стороны герметичной части на бобышках разделаны глухие резьбовые отверстия предназначенные для крепления приборов сквозные отверстия "Ц" для установки герморазъемов 9 и отверстия "Ф" для установки замков-толкателей крышки парашютной системы. Кроме того в шпангоуте имеется паз под шланг системы герметизации щели 8. Бобышки "К" предназначены для стыковки СК с переходной рамой с помощью замков II.

Со стороны парашютного отсека переходник I закрыт кожухом 5 который крепится винтами 10.

На корпусе центральной части имеются четыре отверстия 12 служащие для установки механизма сброса лобовой теплозащиты.

Днище (рис.6) состоит из шпангоута I и сферической оболочки 2 сваренных между собой встык. В шпангоуте имеются две кольцевые канавки для резиновых прокладок отверстия "А" для соединения днища о корпусом центральной части три бобышки "К" о глухими резьбовыми отверстиями предназначенный для такелажных работ о СК. Для проверки герметичности СК в шпангоуте выполнено резьбовое отверстие с установленной в него заглушкой 6. В центре оболочки 2 с помощью винтов 5 закреплен штуцер 3 служащий для проведения гидропневмоиспытаний СК на заводе-изготовителе.

Крышка парашютной системы (рис.7) состоит из шпангоута I и оболочки 2 сваренных встык. В полюсной части крышки имеется щель через которую проходит хвостовик переходника корпуса центральной части. На наружной поверхности крышки установлены трубки 3 блока барореле и приварены кронштейны 6 предназначенные для крепления отрывных разъемов 9. С внутренней стороны крышки к оболочке приварены кронштейны 5 служащие для крепления тормозного парашюта. Жиклеры 7 связывают полость парашютного отсека с атмосферой.


2.2 Теплозащитное покрытие

Теплозащитное покрытие (ТЗП) предназначено для защиты металлического корпуса СК и находящейся в нем аппаратуры от аэродинамического нагрева при спуске с орбиты.

Конструктивно ТЗП СК состоит из трех частей (рис.8): ТЗП крышки парашютной системы I ТЗП корпуса центральной части 2 и ТЗП днища 3 зазоры между которыми заполнены герметикой "Виксинт".


ТЗП крышки I представляет собой асботекстолитовую оболочку переменной толщины скрепленную с теплоизоляционным подслоем из материала ТИМ. Подслой соединяется с металлом и асботекстолитом при помощи клея. Внутренняя поверхность крышки и наружная поверхность переходника пленко-протяжного тракта оклеиваются материалом ТИМ и поропластом. В ТЗП крышки имеются:

- четыре отверстия для доступа к замкам крепления лобовой теплозащиты заглушаемые резьбовыми пробками 13;

- четыре отверстия для доступа к пирозамкам крепления крышки к корпусу центральной части СК заглушаемые пробками 14;

- три кармана служащие для установки СК на переходной раме и закрываемые накладками 5;

- отверстия под отрывные электроразъемы закрываемые накладками.

Накладки устанавливаются на герметике и крепятся титановыми винтами. Свободное пространство в местах установки накладок заполняется материалом ТИМ наружная поверхность которого покрывается слоем асботкани и слоем герметика.

В зазор между хвостовиком пленко-протяжного тракта и торцем выреза ТЗП крышки укладывается поропластовый шнур на который наносится слой герметика.

ТЗП корпуса центральной части 2 состоит из двух асботекстолитовых полуколец установленных на клее и соединенных двумя накладками II. Полукольца и накладки крепятся к корпусу титановыми винтами. На ТЗП корпуса имеются восемь плат 4 предназначенных для установки платформ.

ТЗП днища 3 (лобовая теплозащита) представляет собой сферическую асботекстолитовую оболочку равной толщины. С внутренней стороны к ТЗП стеклопластиковыми винтами крепится титановое кольцо которое служит для соединения ТЗП с корпусом центральной части при помощи механизма сброса. Зазор между ТЗП днища и металлом заполняется герметиком с адгезией к ТЗП. С внутренней стороны днище оклеивается слоем теплоизоляционного материала ТИМ толщиной 5 мм.

 

2.3 Размещение аппаратуры и агрегатов

Аппаратура размещена в СК таким образом чтобы обеспечивались удобство доступа к каждому прибору минимальная длина кабельной сети требуемое положение центра масс СК и требуемое положение прибора относительно вектора перегрузки.


Рисунок 9.

В герметичном отсеке СК расположена следующая аппаратура (рис.9):

- катушка с пленкой I;

- самоликвидатор 2;

- электронно-временное устройство 3;

- блок питания 4;

- блок настройки антенны 5;

- прибор управления 6;

- терморегуляторы 8 II;

- вентилятор 9;

- датчик давления 10;

- датчики температуры 12 14;

- передатчики КВ-А и КВ-Б 13 16;

- блок барореле 15.

Приборы 3 4 5 и 6 установлены на раме 7 которая крепится к шпангоуту корпуса центральной части в двух точках шарнирно и в шести - жестко. Шарнирное соединение дает возможность откидывать раму 7 с установленными на ней приборами и подключенной кабельной сетью на угол обеспечивающий доступ к приборам расположенным под рамой на корпусе ОК. Для амортизации рамы в местах жесткого крепления установлены прокладки из паронита. Приборы закреплены на раме с помощью ленты и скоб. Остальная аппаратура герметичного отсека крепится к корпусу СК. КВ передатчики 13 16 и блок барореле 15 установлены на резиновых амортизаторах.

В негерметичном отсеке (рис.10) размещены: парашютная система состоящая из основного 4 и тормозного 2 парашютов дипольные отражатели и контейнер "Пеленг УКВ" I. Контейнер I установлен в чехле и соединен с корпусом СК тросом и привязанным к нему кабелем.

Стропы тормозного парашюта вместе с фалой и основного парашюта закреплены на серьге 7 которая удерживается в кронштейне 6. Основной парашют уложен в чехле нижний край закреплен на корпусе СК планками а верхний - при помощи колеи 3. Основной парашют прикреплен к кронштейнам 5 и 6.

Твердотопливный двигатель мягкой посадки расположен в месте соединения строп основного парашюта.

Пневмоагрегат стабилизации 5 (рис.2) установлен снаружи СК на шпильках платформы 3. Положение сопел пневмоагрегата относительно осей и регулируется прокладками и фиксируется штифтами.

Тормозной двигатель 6 зафиксирован по кольцу 13 и прикреплен к платформе 3. Кольцо 13 выставлено на платформе 3 по центру тяжести СК без двигателя.

Телеметрическая аппаратуре 7 состоящая из двух блоков и антенны установлена на плате которая крепится к платформе 4 при помощи стоек 14.


Список использованной литературы

1.  Иванов Н.М. Баллистика и навигация космических аппаратов. Гриф МО РФ. – М.: Дрофа 2008.

2.  Семенов А.А. Спускаемая капсула космического аппарата. – СПб.: Нева 2009.

3.  Справочник по космонавтике. – М.: 2006.